信息化船舶主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的最新發(fā)展研究

戴康德

摘 要：信息化船舶主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)今船舶發(fā)展的主要的方向，是指通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、主機(jī)控制器、網(wǎng)關(guān)等設(shè)備把獨(dú)立的各個(gè)系統(tǒng)納入到統(tǒng)一的管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)艙各個(gè)設(shè)備的綜合統(tǒng)一管理。文章主要根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外信息化船舶主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)查研究及對(duì)比分析，針對(duì)信息化船舶主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)提出幾點(diǎn)方案。

關(guān)鍵詞：信息化船舶；主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；信息化管理平臺(tái)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）20-0090-02

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，信息技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中。在現(xiàn)今船舶業(yè)中融入信息技術(shù)，能夠有效推動(dòng)船舶技術(shù)的高速發(fā)展，提高船舶的生命力、機(jī)動(dòng)性、可操作性。從而使船舶機(jī)組人員的操作壓力得到緩解，船舶的安全性也得到了極大的提高。故而，在船舶主體監(jiān)控系統(tǒng)中引入信息化以及智能化的理念，是現(xiàn)今船舶業(yè)發(fā)展的主要方向。

1 信息化船舶主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)外在船舶的信息化主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的研究上取得了一定的成效，以挪威Kongsberg公司的C20主機(jī)遙控系統(tǒng)為例，C20系統(tǒng)主要由駕駛臺(tái)操縱單元、集控室操縱單元，主機(jī)接口單元，電子調(diào)速器單元和主機(jī)安全單元幾個(gè)部分構(gòu)成，是一種集安全保護(hù)與控制于一體的綜合主機(jī)遙控系統(tǒng)，各個(gè)模塊之間通過冗余CAN線連接通信。由于C20系統(tǒng)每個(gè)模塊采取的是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，所以可以通過軟件對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行靈活性組態(tài)，使該系統(tǒng)適用于各種不同類型的主機(jī)。其主要機(jī)艙主要遙控系統(tǒng)，如圖1所示。

我國(guó)船舶的監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)的推進(jìn)方式目前有很多不同的種類，包括有CODOG推進(jìn)方式、CODAD推進(jìn)方式以及電力推進(jìn)方式等，所以，我國(guó)船舶的主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)也有著不同的種類，最常用的是總線型網(wǎng)絡(luò)微機(jī)系統(tǒng)和兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)機(jī)艙自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

其中，總線型網(wǎng)絡(luò)微機(jī)系統(tǒng)中兩套動(dòng)力系統(tǒng)是分別設(shè)置的，都有著獨(dú)立的系統(tǒng)，然后通過主監(jiān)測(cè)機(jī)對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)的控制站進(jìn)行連接。兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)機(jī)艙自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在監(jiān)控層和現(xiàn)場(chǎng)層分別采用以太網(wǎng)和冗余的現(xiàn)場(chǎng)總線，在監(jiān)控層上實(shí)現(xiàn)了對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，而現(xiàn)場(chǎng)層則包括有中央站、控制站、網(wǎng)關(guān)等硬件設(shè)備。

2 信息化船舶主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式及公共體系 結(jié)構(gòu)

對(duì)信息化船舶主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)從過去對(duì)硬件的重視逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)軟件的重視，更加側(cè)重于對(duì)網(wǎng)絡(luò)、標(biāo)準(zhǔn)通用模塊、軟件等的研究，完成船舶主機(jī)自動(dòng)生成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式。該設(shè)計(jì)模式根據(jù)通用方式把主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)分為不同功能的通用功能模塊，根據(jù)船舶主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)，把所需要的功能模塊，以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備結(jié)合，從而形成與船舶相對(duì)應(yīng)的主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)在船舶的壽命周期中，可以通過對(duì)功能模塊的變更或升級(jí)來提高整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)用功能，從而使系統(tǒng)能夠更加符合船舶的需求。

主機(jī)監(jiān)控的公共系統(tǒng)是指船舶機(jī)艙自動(dòng)化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)，是在標(biāo)準(zhǔn)的“三化”I/O模塊、標(biāo)準(zhǔn)顯控臺(tái)、現(xiàn)場(chǎng)處理站、非系統(tǒng)以及各功能模塊的基礎(chǔ)上，把數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形、數(shù)據(jù)查詢、分析計(jì)算、信息管理、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)等集合在一起而形成的自動(dòng)化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。

公共系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是能夠根據(jù)船舶的不同需要而自動(dòng)生成最符合船舶標(biāo)準(zhǔn)的船舶機(jī)艙自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，可以自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、分析，生成最符合自身需求的公共體系數(shù)據(jù)表，而且不需要系統(tǒng)開發(fā)人員對(duì)系統(tǒng)程序進(jìn)行改動(dòng)，使系統(tǒng)的可操作性以及可維護(hù)性都大大提高。同時(shí)，該系統(tǒng)可以根據(jù)對(duì)個(gè)別功能模塊的變更或者升級(jí)，便能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的升級(jí)，使系統(tǒng)的壽命周期也得到了延長(zhǎng)。

3 船舶主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的信息化平臺(tái)

船舶主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的信息化平臺(tái)通常以駕控操作層面、集控操作層面和機(jī)旁操作層面三個(gè)部分為主。

所謂駕控操作層面，其中主要包括數(shù)字化手柄及車鐘指示，機(jī)艙內(nèi)儀表指示，車鐘打印，標(biāo)準(zhǔn)顯控臺(tái)以及網(wǎng)關(guān)，集控操作層面主要包括數(shù)字化手柄及車鐘指示，機(jī)艙內(nèi)儀表指示，標(biāo)準(zhǔn)顯控臺(tái)，中繼站以及網(wǎng)關(guān)，機(jī)旁操作層面主要包括現(xiàn)場(chǎng)采集模塊，機(jī)旁操作面板，主機(jī)控制器，中繼站。

三個(gè)操作層面所包含的設(shè)備都是通過雙冗余的現(xiàn)場(chǎng)總線，進(jìn)而形成各自的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)，然后通過中繼站把各個(gè)層次的網(wǎng)絡(luò)連接起來。駕控操作層面和集控操作層面都是通過標(biāo)準(zhǔn)顯控臺(tái)以及網(wǎng)關(guān)連接到上層網(wǎng)絡(luò)。

此外，船舶主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)信息化平臺(tái)還要注意系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化以及智能化等幾個(gè)特點(diǎn)。

首先，船舶主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)信息化平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化，主要是指主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)所采用的現(xiàn)場(chǎng)處理站、顯控臺(tái)以及控制器等設(shè)備都要應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化的軟硬件模塊，這樣，就可以根據(jù)船舶的不同，調(diào)整相應(yīng)的功能模塊，從而生成符合船舶要求的主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

其次，是網(wǎng)絡(luò)化。在船舶的主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，包括手柄、車鐘指示在內(nèi)的所有設(shè)備都要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，這樣不僅能夠減少主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的接線，還能有效提高主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，降低系統(tǒng)的成本，同時(shí)還能方便監(jiān)控系統(tǒng)與各個(gè)設(shè)備的綜合統(tǒng)一管理。

再次是數(shù)字化。對(duì)船舶上的設(shè)備信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化改造，然后傳送到網(wǎng)絡(luò)上，這樣，能夠使系統(tǒng)模擬量的傳輸距離減少，使監(jiān)控性更加具有可靠性，對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化的監(jiān)測(cè)也會(huì)更加準(zhǔn)確直觀。

最后，是智能化，主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中會(huì)依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行自學(xué)習(xí)、自組織并對(duì)系統(tǒng)不足之處進(jìn)行自修復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶主機(jī)監(jiān)控的智能化。在主機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，還能根據(jù)船舶監(jiān)控的備份數(shù)據(jù)重新生成新的信息化主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

4 結(jié) 語

總而言之，現(xiàn)今船舶業(yè)發(fā)展的主要方向是對(duì)現(xiàn)代信息技術(shù)在船舶主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)船舶主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化以及智能化，使船舶的操控更加智能，船舶的主機(jī)監(jiān)控管理更加統(tǒng)一，從而有效的提高船舶的安全性以及船舶的壽命周期和可操作性，從而推動(dòng)船舶業(yè)的快速發(fā)展，因此，信息化船舶主機(jī)系統(tǒng)的推進(jìn)研究是時(shí)代發(fā)展的必然趨向。

參考文獻(xiàn)：

[1] 魏云鵬.基于PLC的船用高速主機(jī)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)仿真[D].廈門：集美大 學(xué)，2015.

[2] 林滄.船舶自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)獲取子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].哈 爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2014.

[3] 周志玉.工程船舶船岸支持一體化系統(tǒng)研究[J].船電技術(shù)，2013，（10）.